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第8章 S7-200PLC网络通信技术及应用 ppt课件

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第八章 S7-200 PLC网络通信 技术及应用 本章主要内容 8.1 工业网络结构 8.2 工业通信网络基础知识 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 8.4 S7-200 PLC的通信与网络配置 8.5 S7-200 PLC的通信指令与应用 8.1 工业网络结构 ? 工业网络是指应用于工业领域的计算机网络,是一种应用技术,涉及到局域网、广域网、 现场总线以及网络互连等技术,是计算机技术、信息技术和控制技术在工业企业管理和控制 中的有机统一。 ? 工业网络具有确定性、集成性、安全性、限制性、可控性和实时性的特点。 ? 现场总线网络以及PLC组成的网络属于底层的控制网络。 工业网络系统的层次结构及现场总线的位置 8.2 工业通信网络基础知识 1. 数据编码 用高低电*的矩形脉冲信号来表示数据的 1、0 状 态。 ? 非归零码(NRZ) ? 用高电*表示逻辑“1” ,用低电*表示逻辑“0” ? 缺点:双极性的信号中有直流分量;无法确定一位的 开始和结束,不能直接保证接收和发送的同步 ? 优点:能有效地利用信道的带宽 ? 曼彻斯特编码(Manchester Code) ? 在每个码元中间产生跳变,跳变沿代表时钟和数据。 右图,用低电*跳变高电*表示逻辑“1” ,用高电* 跳变低电*表示逻辑“0” ? 缺点:信号速率是数据速率的2倍,需要双倍的传输 带宽 ? 优点:具有内在时钟,不需要同步信号;双极性信号 中无直流分量 8.2 工业通信网络基础知识 2. 数据通信方式 在通信线路上,按照传输的方向分: 单工、半双工和全双工通信方式 ? 单工通信方式 数据只能向一个方向传递 ? 半双工通信方式 数据可以双向传递,但同一时刻只 能单方向传递 ? 全双工通信方式 数据可以在同一时刻双向传递 8.2 工业通信网络基础知识 3. 数据传输方式 ? 指数据代码的传输顺序和数据传输时的同步方式。 ? 并行传输和串行传输 ? 串行传输时,数据的各个不同位分时使用同一条传输线,从低位开始一位接一位按顺序传送,数据有 多少位就至少需要传送多少次。需要的传输线少,抗干扰能力强,但需要判断首字节位置;使用最多 ? 并行传输时,一个数据的所有位同时传送,每个数据位都需要一条单独的传输线,还需要一条“选通” 线协调双方的数据收发。通信速率高,但需要的传输线多,线间信号有干扰,传输速率受限 ? 同步传输和异步传输 ? 串行通信使用的两种同步方式 ? 异步传输以字符为单位,使用字符同步 方式。实现简单,但传输效率低 ? 同步传输以数据块(帧)为单位。传输 效率高,但发送端和接收端的时钟同步。 曼彻斯 特编码中可以提取同步信号,实现自同步 8.2 工业通信网络基础知识 4. 差错(误码)控制 --- 数据校验 ? 奇偶校验 将传输的数据分组,各组信息后面附加一个校验位,校验位的值使得各组信息中“1”的个数为奇数或偶数, 对应奇校验或偶校验。简单,检错率低,增加通信数据量。 ? 循环冗余校验(CRC,Cyclic Redundancy Check) 在发送端对传输序列进行一次除法,将余数附加在传输信息的后面。在接收端进行同样的除法过程,如果 接收端的除法结果不为零,数据传输错误。简单,检错率高,占用处理器资源。 5.主要*私峁 S7-200PLC的网络中,一般采用 总线型*诵问健 8.2 工业通信网络基础知识 6. 传输介质 双绞线(带屏蔽)成本低,安装简单;光缆质量轻、传输距离远,但成本高,安装维修需要专用仪器 8.2 工业通信网络基础知识 7. 串行通信接口 ? RS-232接口:按位串行传输方式,单端发送,单端接收 ? RS-485接口:使用双绞线,差动传输,半双工 ? RS-422接口:使用两对差分信号线,差动发送和差动接收,全双工 8. 通信协议 ? 通信双方就如何交换数据所建立的规定和过程 ? 通用协议 ? 高层子网采用的基于以太网的 TCP/IP 协议; ? 控制层和底层采用的“开放式”协议, PROFIBUS、AS-i、Modbus等 ? 公司专用协议 ? PPI协议 :专用S7-200PLC ? MPI协议:用于西门子产品之间 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 1. 西门子工业网络结构 西门子公司的网络金字塔由4级组 成,过程测量与控制级、过程监控 级、工厂与过程管理级、公司管理 级 生产管理 计算机 工业以太网 Ethernet S7-300 S7-300 现场总线 Profibus 智能模块 S7-200 S7-200 多点链路 MP I S7-200 S7-200 执行器级总线 AS -i 传感器及执行部件 1 2 3 4 5 n 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 2. S7-200支持的通信协议 PPI:点到点的通信协议,S7-200PLC专用 MPI:多点通信协议,西门子产品之间通信 PROFIBUS:车间设备层的底层现场总线通 信协议 S7协议:西门子的工业以太网协议 AS-i:用于底层的执行器和传感器接口的现 场总线通信协议 USS:运动控制中驱动装置之间的通信协议 MODBUS RTU:开发的通信协议 自由口:可以自主定义通信协议的一种通信 方式 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 3. S7-200 CPU通信口 9针D型连接器,支持PPI协议、MPI协议和自由口模式。 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 4. 主站和从站 ? 主站:可以主动发起数据通信,读/写其它站点的数据。一个通信网络,可以有一个或多 个主站。 ? 从站:不能主动发起通信,只能响应主站的访问,提供或接收数据。从站不能访问其它 从站。 5. 编程通信 Micro/WIN默认的通信方式是使用 PC/PPI 电缆连接PC和PLC,是最常用的编程通信方 式。 8.4 S7-200 PLC的通信与网络配置 只介绍PPI通信。 ?


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